前言

刀片電池是一種新型的鋰電池設計這種設計將電池單體排列在一個長條狀的外殼內，以提高電池組的結構強度和安全性由于刀片電池采用了更加緊湊的設計，因此可以在相同體積內容納更多的電池單體，從而提高了電池組的能量密度，適合于儲能領域對于能量密度的要求。同時采用了更加均勻的散熱設計，有效降低了電池組的溫度，延長了電池的使用壽命，生產成本相對較低，可以降低儲能系統的建設成本。

2024年1月25日14:00-17:00，由充電頭網、電池交易網舉辦的2024新電池技術研討會順利在充電頭網公眾號平臺舉行，這次直播研討會充電頭網邀請數家知名企業為大家帶來精彩演講，演講嘉賓各自分享了電池新產品、新技術，分享市場最新動態和干貨。

在本次大會上，湖南立方新能源給大家帶來了刀片電池在儲能領域的應用及聚陰離子鈉電產業化進程，演講嘉賓是湖南立方新能源品質中心兼鈉方銷售中心副總經理蒙臣寶。

蒙臣寶，中南大學畢業，6Sigma黑帶，現任湖南立方新能源科技責任公司品質中心兼鈉方銷售中心副總經理、廣東省電池行業協會副秘書長。掌握電源、鋰鈉電池、通訊三個領域的綜合產品知識；有16年電源、通訊行業，10年鋰電新能源行業質量及安全管理實踐經驗。

目前儲能系統面臨的挑戰有經濟性、安全性。

經濟問題和儲能壽命強相關，儲能系統售后服務周期較長，壽命較短，特別是光伏產品一般壽命為25年但儲能系統在這期間可能需要換好幾波儲能系統。

同時安全性問題也尤為重要， 無論是使用還是生產過程中都會出現火災的隱患。

同時溫度也對電芯的壽命有較大的影響，在實際儲能應用中不同環境下，儲能系統的實際循環壽命不足經濟循環壽命的一半。

電芯在實際應用中系統溫度分布不一，從而影響到安全與壽命。

刀片電芯擁有更寬大和較薄的優勢，能夠使得散熱功率更大，更容易通過穿刺實驗，同時擁有更好的安全性能，通過立方的算法可以看到，立方的刀片電芯相比其他280電芯的散熱功率高出2.23倍。

立方刀片電池是兩邊出極耳同時在正負極頂蓋布設多個防爆閥，縮短長度、寬度方向上泄氣路徑，同時通過了過充、UL9540A失熱控等極端安規認證。

電芯充放電過程中極耳位置發熱溫升最大，280電芯正負極耳在同一側，最大發熱源集中在電芯頂部，造成電芯上下溫差，大刀片電池為雙頭出極耳設計，最大的發熱源不重疊，電芯溫升更小，溫度更均勻。

當前280電芯的散熱方式為底部散熱，導致電芯溫差較大，導致循環壽命縮短，刀片電芯豎著排放上下均有散熱裝置，使得電芯溫度均勻，相較于底部散熱提升了67%左右的散熱功耗。

傳統的280電芯采用卷繞工藝，產生“C角”極片內外層應力不一致，存在風險，而刀片電芯采用堆疊工藝不存在“C角”，使得穩定性更好同時循環性能也更好。

除了采用堆疊工藝外，還優化了各項材料，同時也進行了補鋰的工藝，保障了萬次級循環的措施。

280電芯與刀片電芯對比一覽。

使用刀片電池搭建模組，使得X、Y、Z軸都多出1mm的空間，空間利用率更高，同時pack體積能量密度提升。

刀片電池更容易實現CTS結構，實現更高的系統能量密度。

相比同樣容量的儲能系統，刀片電池能節省出更多空間。

立方飛黃1號375Ah磷酸鐵鋰電池，此前提及的優點以及萬次循環壽命在此電芯均有體現。

以上是實測數據，充放電以及散熱對比測試。

主要用于大型儲能與工商業儲能，在家庭儲能中限制較多。

立方應龍1號聚陰離子系鈉離子軟包電池，容量為37Ah，鈉離子對比鋰離子容量偏低，經過測試無論是性能還是穩定性均較優秀，同時鈉離子電芯比鋰離子電芯安全性更高。

安全性測試一覽。

在測試過程中1C充放循環1100次，容量保持率和能量保持率幾乎無衰減，能量效率95%以上。

聚陰離子系鈉離子電池支持5C充電倍率，10C放電比＞95%，-40℃環境下＞83%，同時支持-20℃環境下充電，同時在低溫環境下納電性能較好。

溫度測試中通過高低溫測試可以看到所測試溫度范圍內最低容量不低于83%。

鈉離子相比鋰離子電芯安全性更高，同時鈉電池可以放到0V電壓，在運輸過程中更加安全。

0.2C到3C充電曲線以及溫升曲線。

放電倍率曲線以及溫度曲線。

在45℃下循環后容量保持為99%。

聚陰離子系鈉離子電池規格，其標稱電壓相較于鋰離子電池較低，同時能量密度也較低。

聚陰離子系鈉離子電池實際應用案例。

聚陰離子系鈉離子電池在高安全要求、低溫地區等領域應用廣泛。

聚陰離子系鈉離子電池已有實際項目。

感謝湖南立方新能源品質中心兼鈉方銷售中心副總經理蒙臣寶的演講。

充電頭網總結

本次演講針對大型儲電系統當前存在的溫差不均及實際循環壽命低于理論壽命的問題，介紹刀片電池方案在大儲應用的優勢；針對鈉電耐低溫、高倍率、高安全性的優點與能量密度偏低的不足，介紹鈉電在家儲、工商業儲、船舶動力等方面應用的解決方案。

通過湖南立方新能源品質中心兼鈉方銷售中心副總經理蒙臣寶的演講可以看到，目前鈉離子電芯的發展現狀以及未來，聚陰離子系鈉離子電池雖在能量密度上還不及鋰離子電池，但在安全性、倍率性以及高低溫環境下有更好的表現，期待聚陰離子系鈉離子電池與刀片電池結合，在未來能有更好的發展。